Мокрый пылеуловитель

 

Использование: очистка промышленных газов от пыли в промышленности производства строительных материалов, а также обеспыливание вентиляционного воздуха. Сущность изобретения: мокрый пылеуловитель содержит корпус 1 с патрубками входа 2 и выхода 3 газа, бункер 4 сброса шлама, центробежные форсунки 5. 2 включающие сопло, камеру закручивания и тангенциальные каналы, барботзжный каллеуловитель, форсунки 5 установлены в верхней части корпуса по одной в каждой горизонтальной плоскости, каждая форсунка содержит по дополнительному соплу, сопла между собой расположены под углом 180°, отношение диаметра сопла форсунки к диаметру камеры закручивания составляет 0.65-0,7. а отношение площади сечения сопла к площади сечения тангенциальных каналов составляет 7,5-8,5. В пылеуловитель введен барботажный каплеуловитель 9. содержащий зигзагообразную перегородку, образующую для газового потока входные каналы треугольного поперечного сечения, выходные каналы прямоугольного сечения и зигзагообразную линию барботажа, причем высота слоя воды в барботажном каплеуловителе составляет 50-100 мм. 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (st)s В 01 0 47/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВ ГОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4873146/26 (22) 14.08,.90 (46) 15.08.92; Бюл. % 30 (71) Кооператив "Теплотехйика" (72) И.R.Íeóñéõèí, Б.И,Неусихин, H.È.Шимко и А.Д.Зарецкая (56) Ужов В.Н. и др. Очистка промышленных газов от йылй, М,: Химия, 1981, c, 143-152, патент США М 2090994, кл, В 01 0 47/02, 1937. (54) МОКРЫЙ ПЫЛЕУЛОВИТЕЛЬ (57) Использование: очистка промышлен- ных газов от пыли e промышленности производства строительных материалов, а также обе:.:и ыли в ание вентиля цион ного воздуха. Сущность изобретения: мокрый пылеуловитель.содержит корпус 1 с патрубками входа 2 и выхода 3 газа, бункер 4 сбро-

Са"øëýìà.. центробежные форсунки 5, 2 Ы,„,1 754177 А1. 2 включающие сопло; камеру закручивания и тангенциальные каналы, барботажнйй каплеуловитель, форсунки 5 установлены в верхней части корпуса по-одной в "каждой горизонтальной плоскости, каждая форсунка содержит по дополнительйому соплу, сопла между собой расположены «йод углом

180 . отношение диаметра сопла форсунки к дйаметру камеры закручивания составляет 0,65 — 0,7, а отношение площади сечения сопла к площади сечения тангенциальных каналов составляет 7,5-, 8,5; В пылеуловитель введен барботажный каплеуловитель 9, содержащий зигзагообразную перегородку. образующую для газового потока входные . а каналы треугольйого поперечного сечения, выходные каналы прямоугольного сечейия и зигзагообразную линию барботажа, причем высота слоя воды в оэрботажном каплеуловителе составляет 50-100 мм. 5 ил. . Я

1754177 Изобретение относится к очистке про- Недостатком данного устройства являмышленных газов от пыли и может быть ется организация продольного орошения использовано для обеспыливания газов в (сопла ориентированы в направлении потопромышленности производства строитель- ка газа), тогда как максимальная эффективных материалов, в особенности отходящих 5 ность достигается при поперечном газов от печей и сушилок, а также для обес- орошении. Наличие сопел не позволяет пыливания вентиляционного воздуха. Пре-: обеспечить равномерного орошения всего имущество будет применяться в поперечного сечения достаточно мелкими техноЬогичЕских линиях по йроизводству каплями, Устройство имеет большое гидравасфальтобетона на асфальтобетонных заво- 10 лическое сопротивление, что не позволяет дах (АБ3).:: :::: -:: ... ...., Йспользовать его для очистки газов проИзвестны мокрые пылеуловители типа мышленных предприятий при высокой про-. полых форсуночных скрубберов, содержа- изводительности систем пылеулавливания. щие корпус, входной и выходной патрубки, Цель изобретения — повышение эффекбункер-шламосборник, водяные форсунки. 15 тйвности пь леулавливания, эксплуатационЧаще всего применяются форсуйки механи- ной надежности и упрощение конструкции.

-ческие:: . ; - - Поставленная цель достигается тем, что

Эффективность йылеулавливания (сте- в мокром пылеуловителе, содержащем верпень очистки газов) в скруббере определя- тикальный корпус с патрубками входа и выется по выражению .: — 20 хода газа, бункер сброса шлама, форсунки с

3 Ч» h, V< Н соплами, установленные в верхней части пр 1 — ехр (Ч"Р p (2 Vr d„ V< " корпуса, барботажный каплеуловитель, разгде V, Vr — обьемный расход жидкости и мещенный в нижней части корпуса, форсунгазов Соответственно .. ки - установлены по одной в последовательных горизонтальных плоско Н вЂ” высота скруббера;

d< — среднийдиаметр капли, " . стях и выполнены центробежными, прй ч,, VK — скорость осаждения частиц и этом каждая из них содержит дополнительскорость капель, ...:. ное сопло, соосно размещенное, противо Как следует из выражения, эффектив- положно ориентированное к основному, ность очйстки в скруббере возрастает с 30 причем сопла расположены соосно корпусу, уменьшением размера капель и с увеличе- и тангенциальные каналы, отношение дианием разности скоростей между каплями и . метра каждого сопла форсуйки к диаметру газами. flocKoëüéó эти условия как бы иск- камеры закручивания составляет 0,65-0,7, лючают друг друга, в скрубберах обычно . отношение площади сечения каждого сопла

35 к суммарной площади сечения тангенциальных каналов составляет 7,5-8,5, а барботажный каплеуловитель выполнен в виде поддерживают оптимальный режим, создавая орошение. с каплями диаметром d»

=0,8 мм. Капли такого размера получают при частично погруженной в жидкость бункера помощи центробежных форсунок грубого широкий угол раскрытия, около 160, что бок для очищаемог0 газа. В камере установ- 50 лены сопла для подачи и распыления воды. позволяет орошать все поперечное сечение

Соплаустановлены водной горизонтальной . корпуса, т.е; реализовать как продольное, так и поперечное орошение одновременно, Отличие состоит также в конструкции плоскости. Газы вместе с водой подаются по трубопроводу в бак ниже уровня воды, пробарботажного аппарата, который в устройходят через ловушку для крупных фракций и выходят из бака. пройдя слой воды, через выходной патрубок. Внутри камеры ниже

corien расположена насадка в виде труб

Beнтури, стае имеет значительно более длинную линию барботажа, . что снижает гидравлическое сопротивление и повышает эффективйость каплеоотделения. Конструктивно это достйгается за счет зигзагообразраспыла. С ростом размера капель умень- зигзагообразной перегородки, размещеншается каплеунос. . . 40 ной с образованием входных каналов треуНедостатком таких скрубберов-являет- гольного поперечного сечения и выходных ся ограниченная размерами и скоростью ка- каналов прямоугольного поперечного сечепель эффективность агрегата, наличие, ния. большого числа форсуйок и несовершенст- По сравнению с прототипом, устройство их конструкции, большой каплеунос.. 45 во содержит центробежные форсунки вмеНаиболее близким к предлаатемому яв- сто сопел, что позволяет обеспечить более ляется газоочистной айпарат, вклвчающий равномерное орошение более мелкими кап наполненный водой бак и расположенную лями и упрощает конструкцию агрегата, над ним камеру, имеющую входной патру- ®орсунка заявляемого устройства имеет

17541 77

5 6 этом входные каналы для газа в каплеулови- Расход воды определяется из выражения, теле имеют треугольное поперечное:сечение, а выходные каналы — прямоугольное 0 = p Fc 2 Рех поперечное сечение; Р

При сопоставлении конструкции фор- 5 где Fc — площадь сечения сопла; сунки заявляемогo устройства с другими Pox — давление перед форсункой; центробежными форсунками выявляется, р — плотность жидкости, что она имеет максимальное из всех соотно- Отличие предлагаемой форсунки от изшение диаметра сопла к диаметру камеры вестной двухстороннего распылйвания созакручивания. Благодаря этому форсунка 10 стоит в том, что в предлагаемой форсунке имеет наименьшее гидравлическое Сопро- диаметр сопла йриблйжается «диаметру ка- тивлеййе и весь дийамичеекйй напор воды: меры закручиаайия; что позволяет знзчипреобразуется в энергию струи оровеиия. тельно снизить потЕри энергии, увеличить

Благодаря этому угол раскрытия струи со- угол струи и скороСть капель, в то время как ставляет около 160, что подтверждается 15 в известной форсункедиаметр сопла намноэкспериментом,: а скорость капель макси- го меньше диаметра камеры Закручивания, мальна; Это позволяет повысить эффектив- . что увеличивает потери энергии. ность пылеулавливания.:,.:, - .:,-.:- :::. - ::. -: -::.,:. На фиг 1 изображен мокрый пылеуловиСогласно исследованиям Ю.И,Хавкина, тель, общий вид; на фиг.2 — разрез А-А на наиболее равномерный спектр распылива- 20 фиг.1; на фиг.З вЂ” разрез Б-Б на фиг.1; на ния достигается при уменьшении отноше -" фиг.4 — форсунка, разрез; на фиг.5 — разрез ния радиуса камеры закручивания (R) к В-В нафис.4. радиусу сопла (гс), т.е. при увеличении г /R.. Мокрый пылеуловитель содержит кор- .

Повышению эффективности служит также riyc 1 с патрубками входа 2 и выхода 3 газа, организация поперечного орошения. "Ис- 25 бункер 4 сброса шлама, центробежные форпользование форсунки двухстороннего рас- сунки 5, имеющие сопло 6, камеру 4 эакруплава, т.е, содержащей два соосных сопла, чивания и тангенциальные каналы 8. расположенных под углом 180, позволяет . Центробежные форсунки 5 имеют кзжзначительно упростить конструкцию уст- дая по два сопла 6 и установлены в верхней ройства, располагать llo одной форсунке в 30 части корпусз 1, по одной s каждой горизонкаждой горизонтальной плоскости, причем тальной плоскости„Создаваемые каждой количество форсунок в зависимости от про- .. форсункой две струи ориентированы перизводительности мокрого пылеуловителя пендикулярнопотокугаза,зугол раскрытия может быть от одной до нескольких. Отно- струи составляет около 160 . шение диаметра сопла к диаметру камеры 35 форсункиимеютследующиесоотношезакРУчиваниЯ 0.65-0.7 выбРано таким обРа- ния: отношение диаметра сопла 6 к диамет- . зом, чтобы оно было максимальным и прак- ру камеры 7 закруЧивания составляет тически выполнимым. Дальнейшее 0,65-0.7, а отношение площади сечения соувеличение диаметра сопла не позволит пла 6 к площади сечения тангенциальных .получить острую кромку на выходе из фор 40 каналов 8 составляет 7,5-8,5. В нижней чассунки, которая необходйма для Улучшения ти корпуса 1 установлен барботзжный кап диспергации и равномерности распРеделе- . леуловитель . 9. Он содержит ния жидкости в струе....::, .. зигзагообразную перегородку 10, образуюОтношение площади сечения сопла к . щуюдлягазовогопотокавходныеканалы11 площади сечения тангенциальных каналов 45 треугольного поперечного сечения, выход-. . 7,5-8,5 выбрано, исходя из необходимои . ные каналы 12 прямоугольного сечения и площади сечения этих каналов для достиже- создают зигэагвобразную лйнию барботания требуемой производительности, Расход жа. Высота слоя воды в барботажном капле3 воды составляет около 5 м /ч на одну фор- уловителе 9 составляет 50-100 мм. сунку, что обеспечивает требуемую плот- 50 Устройство работает следующим обраность орошения газов.:: " эом.

Расчет форсунки производился по гео- В центробежные форсунки 5 йо трубам . метрической характеристике ., 13 подается вода под давлением (2-5) х

А л В гс/ ax ° х10 Па. В форсунке вода иэ:тангенциальгде R РадиУс кзмеРы закРУчиваниЯ; 55 ных каналов 8 попадает в камеру 7 закручигс — радиуссо а: ..... вания, где приобретает тангенциальную

f8x — площадь сечения входных каналов.. составляющую скорости, а затем через соа такжe коэффициент расхода H . : пло 6 и дополнительное сопло 14 вйходит в виде струй с углом раскрытия около 160 в пространство корпуса 1 мокрого пылеулови1754177 теля. При этом ось форсунки 5. пРоходящая через ее сопла 6 и 14, совпадает с осью корпуса 1 мокрого пылеуловителя, Запыленный газовый поток поступает через входной патрубок 2 в корпус 1 устройства, Там он 5 проходит через оро йающие струй; в результате чего пйль захватывается каплями и в потоке воды сливается в бункер 4 сброса шлама, а из него — в шламоотстойник 15.

Очйщенный газ, не содержащий капли за-. 10 грязненной воды, "попаадет через входные кайалы 11 треугольного сечения в барботажйый каплеуловитель 9, барботирует"через слой воды, йоворачйвает и через выходные каналы 12 прямоугольного сечения посту- 15 пает в выходной патрубок 3 эйпэрата,"а из него — в дымовую трубу. Уровень "вбды в барботажном каплеуловителе 9 подДерживается одновременйо с уровнеМГводы в шламс отстойнике с йомощью шарового клапана 20 йли другого устройства.

Применение предлагаемого устройства позволяет йо сраанеййю с известйым повысить эффектйвноСть -йылеулавливания За счет применения форсунки с более равно- 25 меерйь1м Распылением воды и увеличением линии барботэжа в барботакном кэплеуловителе;"

"" — п6вь1ситЬ надежность и долгговечность за счет"незасоряемости форСунки, простоты 30 к0нСтгрукции элементов и агрегага в целом;

" "- упростйть конструкциЮ в связи с наличием одной или нескольких форсунок, заменяющих систему сопел, с упрощением подачи воды в форсунку, упрощением кон- 35 струкции барбогажного каплеуповителя: - снизить гидравлическое сопротивление благодаря созданию более длинной лийии барботажа за счет применения зигзагообразной перегородки. 40

Пример выполнения мокрого пылеуло вителя, .

Согласно формуле изобретения водяная форсунка мокрого пылеуловителя имеет следующие соотношения конструктивных 45 размеров: отношение диаметра сопла форсункй к диаметру камеры закручивания составляет 0,65-0,7, а отношение площади. сечения сопла к площади сечения тенгенци альных каналов составляет 7,5 — 8,5.: 50

Данные соотношения были определены расчетным и экспериментальным путем.

Расчет проводился по методике различных авторов. Исходными данными были: 1) .:.. производительность форсунки 4 — 5 м /ч рас- 55 э пыливаемой воды, так как данное колйчество требуется из условия эффективной очистки и установки в одном агрегате одной или нескольких форсунок для упрощения конструкции мокрого пылеуловителя; 2) наличие у форсунки двух сопел: 3) максимально возможный диаметр сопла для создания широкого факела и равномерности орошения.

Площадь сечения входных тангенциальных каналов определяется по методу

M.3Магида:

Q q F "1 62 P

Q=p Fc 2Рнх

P" (3) где,и- коэффициент расхода, зависящий от геометрической характеристики; юВ rc

fax где А — геометрическая характеристкиа;

R - радйус камеры закручивания;

r, — радиус сопла, f» — площадь Сечения входных каналов;

Г, — площадь сечения сопла.

Однако все расчетные параметры определены по полуэмпирическим формулам, в которые входыт опытные коэффициенты.

Поэтому для подтверждения расчета нами была разработана и изготовлена водяная форсунка со следующими размерами; диаметр камеры закручивания 36 мм; диаметр сопла 24 мм; диаметр тангенциальных кана-. лов 6 мм.

Экспериментально была определена производительность форсунки. При давлении 4 10 Па она составила 4,3 м /ч, Угол з раскрытия струи (каждый из двух) составил около 160О.

Таким образом, предлагаемая форсунка позволяет создать требуемую большую про- изводительность по воде, две почти горизонтальные завесы. перекрывающие при равномерном орошении всю площадь поперечного сечения мокрого пылеуловителя. где Q — производительность форсунки. м /С;

j — опытйый коэффициент;

F 1 — эффективная площадь сечения" со- .: противления, м;

Рвх - давление перед форсункой, Па; p- плотность жидкости, кг/м; з, 1 1 1" —. =..— + . (2)

Рс т8х

В связи с тем;. что сопла в нашей форсунке практически не оказывает влияния на общее сойротивлейие, иэ формулы (1) можног определить площадь Сечения входных тангенциальных каналов, Количество каналов — не менее 2.

Диаметр сопла определяется по методу

Г,Н.Абрамовича:

1754177

При давлении 1,5.10 Па радиус струи соста5 вил 1,6 м. Такие форсунки могут быть применены в мокрых пылеуловителях, работающих в системе с производительностью до 70000 м /ч газовых выбросов.

Формула изобретения

Мокрый пылеуловитель, содержащий вертикальный корпус с патрубками входа и выхода газа. бункер сброса шлама, форсунки с соплами, ориентироваййыми" по оси, . установленные в верхней части корпуса, . барботажный каплеуловитель, размещен- : ный s нHи ж нHеeй A ч а сcтTи кKо0р п уYс а, о т л и ч а io-. 15 шийся тем; что, с целью повышения эффективности пылеулавливания, эксплуатационной надежности, форсунки установлены по одной в йоследовательных горизонтальных плоскостях и выполнены центробежными, при этом каждая из них содержит дополнительное сойло, соосно размещеное, противоположно ориентированное к основному, и тангенциальные"каналЫ, отношение диаметров каждого сопла форсунки к диаметру камеры закручиеанйя- составляет

0,85 — 0,7, отношение площади сечения каждого сопла к суммарной площади сечения тангенциальных каналов составляет 7,58,5, а барботажный каплеуловитель выполнен в виде частйчйо погружен ной в жидкость бункера зигзагообразной перегородки, размещенной с образованием входных каналов треугольного поперечного сечения и выходных каналов прямоугольного поперечного сечей и я.

1754177

Составитель 0, Беккер

Техред M.Моргентал Корректор M.Бланар

Редактор Э, Слиган

Производственно-издательскйй комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 284О . Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открйтиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Рауаская наб., 4/5.